На трансформаторах предусматриваются резервные защиты для действия при внешних коротких замыканиях в случае отказа защит или выключателей смежных элементов. Одновременно они являются основными защитами шин, на которые работает трансформатор, если на шинах отсутствует собственная защита. В качестве защит от внешних коротких замыканий применяются токовые защиты с выдержкой времени с включением реле на полные токи фаз и на их симметричные составляющие. Эти защиты реагируют и на внутренние короткие замыкания, поэтому могут использоваться как резервные или как основные защиты трансформаторов.
Токовая защита от сверхтоков внешних многофазных коротких замыканий. В соответствии с ПУЭ на трансформаторах мощностью менее 1 МВ-А предусматривается максимальная токовая защита, действующая на отключение. Она же вместе с токовой отсечкой является основной защитой трансформатора. Схемы МТЗ трансформатора выполняются аналогично схемам третьей ступени защиты со ступенчатой характеристикой и схемам МТЗ линий.
На многообмоточных трансформаторах максимальная токовая защита должна обеспечить отключение только того выключателя, со стороны которого происходит короткое замыкание. На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием это достигается путем установки отдельных защит с каждой стороны и соблюдения условий селективностиа при выборе выдержек времени.
На трансформаторах мощностью более 1 МВ-А должна быть предусмотрена максимальная токовая защита с комбинированным пусковым органом напряжения.
Наличие комбинированного пускового органа напряжения позволяет выбрать ток срабатывания защиты без учета перегрузки трансформатора по условию
где kотc111 принимается равным 1,2, а kв = 0,8.
Напряжение срабатывания защиты определяется по следующим условиям: для минимального реле напряжения, включенного на междуфазное напряжение, исходя из
обеспечения возврата реле в условиях самозапуска после отключения внешнего короткого замыкания— по выражению
отстройки от напряжения самозапуска Ucзп при включении двигателей нагрузки — по выражению
В ориентировочных расчетах напряжение Uраб min принимают равным (0,9... 0,85). Ucзп — равным примерно 0,7Uном. Коэффициент отстройки kотс и коэффициент возврата kв рекомендуется принимать равными 1,2.
Токовая защита от перегрузок. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполняется одним реле тока KA1, включенным в цепь одного из трансформаторов тока защиты от внешних коротких замыканий. Ток срабатывания реле определяется по выражению
Iс.р= (kотс/kв) (Iт.ном/КI).
Коэффициент kотс учитывает только погрешность в токе срабатывания и принимается равным kотс = 1,05. Для отстройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий предусматривается реле времени КТ1, рассчитанное на длительное прохождение тока в его обмотках. Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защиты трансформатора от внешних коротких замыканий.